3. Вертолет с хвостовым винтом на электроприводе.

Постановка вопроса

Претворяя в жизнь концепцию полностью электрического летательного аппарата, предлагается к разработке вертолет с одним несущим винтом, приводимым в действие с помощью двигателя внутреннего сгорания и хвостовым винтом на электроприводе. За базовую модель предлагается принять вертолет КА-62 изготавливаемый на авиазаводе «Прогресс» в г.Арсеньеве.

Недостатки существующей ныне схемы хвостового винта приводимого в действие с помощью трансмиссии от основного редуктора заключаются в следующем:

1.Отбор мощности от двигательной установки на хвостовой винт составляет 15-20 %. Желательно уменьшить эти потери в пользу увеличения грузоподъемности или дальности полета.

2.Конструкция трансмиссии и хвостового редуктора исключают возможность дублирования указанных механизмов, что является необходимым для повышения надежности и безопасности полетов.

3. В аварийной ситуации, при отказе двигателей, время выхода в режим авторотации велико из-за жесткой механической связи между несущим и хвостовым винтами (большая инерционность). В результате этого, безопасная посадка вертолета на режиме авторотации возможна лишь с высоты не менее 500 метров, что делает вертолеты одним из самых опасных видов авиатранспорта.

4. Весовые параметры трансмиссии и редуктора хвостового винта, плюс к этому гидропривод осуществляющий изменение шага хвостового винта, достаточно высоки, а с введением электропривода, общий вес вертолета может быть уменьшен.

Указанные недостатки являются весомыми аргументами для проведения исследований, разработки и проектирования системы канала направления вертолетом нового типа.

Решение вопроса.

Предлагается заменить трансмиссию, редуктор хвостового винта и соответствующую часть гидросистемы на электропривод. Электропривод включает в себя два безщеточных электродвигателя REX90-7, мощностью по 50 ква каждый, расположенных соосно, блоки питания и регулировки оборотов, а также два аккумулятора. Каждый двигатель вращает многолопастный винт. Вращение винтов противоположное, но тяга направлена в одну сторону. Изменение тяги (управление по каналу направления) производится за счет изменения оборотов двигателей. Питание электродвигателей осуществляется раздельно от блоков питания и аккумуляторов, которые заряжаются с помощью электрогенераторов, установленных на главном редукторе. Емкость аккумуляторов должна обеспечивать работу электродвигателей, т.е. управление по каналу направления, в режиме аварийной ситуации (посадка с одним электродвигателем, авторотация). При выходе из строя одного из электродвигателей, второй двигатель должен сохранить работоспособность и обеспечить управление вертолетом по каналу направления.

Реализация данного проекта позволит механически разделить несущий и хвостовой винты. Это даст возможность уменьшить вес и упростить конструкцию вертолета, повысить надежность системы управления вертолетом, за счет дублирования канала направления. Кроме того, повысится безопасность полетов, за счет уменьшения времени и высоты для выхода вертолета в режим авторотации.

Для выполнения проекта «вертолет с хвостовым винтом от электропривода» необходимо :

1.. Изучить техническую документацию на вертолет КА-62, с целью определения и выбора параметров электропривода

(потребная мощность, диапазон оборотов двигателей, емкость аккумуляторов, мощность электрогенераторов, сечение электропроводов для передачи электричества и др.).

2. Рассчитать и разработать электрические схемы электропривода.

3. Выбрать и приобрести комплектующие изделия.

4. Разработать чертежи установки и монтажа элементов электропривода.

5. Провести необходимые изменения в конструкции вертолета, доработать чертежи, инструкции и другую документацию.

6. Смонтировать электропривод на борту вертолета.

7. Испытать вертолет на земле и в воздухе.

8.Разработать и оформить необходимую техдокументацию.

9. Представить экономический расчет, демонстрирующий целесообразность внедрения данного технического решения.

10. Внедрить в производство.